綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計節(jié)能與優(yōu)化措施

賈書玥

摘 要：隨著人們的生活水平提高，暖通空調(diào)系統(tǒng)的受用人群及使用面越來越廣，對于建筑內(nèi)環(huán)境的要求也隨之上漲，不再滿足于最初的基本溫度要求，同時也注重空氣齡、氣流組織、暖通空調(diào)系統(tǒng)布置形式、室內(nèi)相對濕度、風(fēng)速等問題，這樣的改變對于設(shè)計者來說試一次重大的挑戰(zhàn)，受用者的直觀感受將直接的影響其對于系統(tǒng)的評價。而伴隨著綠色建筑的發(fā)展，暖通空調(diào)設(shè)計更是作為重點關(guān)注的對象，故在本文中主要對綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計進行了簡單的分析與探討。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；暖通空調(diào)設(shè)計；節(jié)能與優(yōu)化措施

1 綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀

美國能源部指出綠色建筑需要從全生命周期角度考慮建筑性能，以及其經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。綠色建筑的設(shè)計、建造和運行等生命周期階段需要利用環(huán)境回饋和資源利用效率的集成思維，盡可能地節(jié)約資源、降低對環(huán)境影響與廢棄物排放量、降低運行與維護成本，為用戶營造舒適、健康、安全的生活與工作環(huán)境。20世紀(jì)60、70年代全球性能源危機的爆發(fā)和環(huán)境問題的頻繁出現(xiàn)，發(fā)達(dá)國家的建筑師們率先意識到建筑建設(shè)和運行過程的節(jié)能環(huán)保潛力很大，為了降低建筑消耗的能源和產(chǎn)生的污染，綠色環(huán)保理念在英、美等發(fā)達(dá)國家開始被應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，進而以節(jié)能環(huán)保為主要性能特征的綠色建筑應(yīng)運而生，主要應(yīng)用太陽能、風(fēng)等可再生能源和圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)。到20世紀(jì)80年代末，己建成了一批以“綠色”為標(biāo)簽的建筑，隨著90年代可持續(xù)發(fā)展思想達(dá)成全球性的共識，綠色建筑被更多發(fā)達(dá)國家大力推廣和實踐，是全球建筑行業(yè)的發(fā)展方向。歷經(jīng)將近半個世紀(jì)的發(fā)展，綠色建筑己成為建筑行業(yè)的發(fā)展方向，是解決建筑行業(yè)能耗和污染問題的主要方法，近20年來，不僅數(shù)量增長很快，在質(zhì)上也取得了很大的突破

2 綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計節(jié)能與優(yōu)化措施

2.1 風(fēng)機盤管新風(fēng)終狀態(tài)

夏季工況風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)對于不同新風(fēng)狀態(tài)的選擇具有影響：（1）選擇合適的工程實例，采用不同終狀態(tài)進行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，匯總各類數(shù)據(jù)。（2）在上述理論基礎(chǔ)上，結(jié)合CF。數(shù)值模擬方法，對所選工程實例進行建模分析。（3）通過計算機模擬計算，得出各自的溫度場、速度場、空氣齡，PMV，PPD等參數(shù)，選擇合適的截面做橫向比較，通過上述各參數(shù)間的比較選擇較為合適的終狀態(tài)作。（4）舒適性固然是空調(diào)系統(tǒng)重要的評價標(biāo)準(zhǔn)，但是并非是唯一的選擇依據(jù)，在舒適性分析的基礎(chǔ)上，再從系統(tǒng)形式、控制難度、實際設(shè)計難度等多方面綜合考察，最終確定出合適此建筑的系統(tǒng)終狀態(tài)。

2.2 空調(diào)冷水系統(tǒng)形式

水泵是整個系統(tǒng)的動力之源，其重要性不言而喻。在空調(diào)冷水系統(tǒng)設(shè)計時，系統(tǒng)形式多種多樣，一級泵定流量系統(tǒng)、一級泵旁通變流量系統(tǒng)、二級泵變頻調(diào)速變流量系統(tǒng)、一二級泵臺數(shù)控制。隨著水系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合 不同的控制方法，其形式多種多樣，但是在設(shè)計選擇時卻大有講究，不同的形式對于不同特征的項目有著不一樣的效果。GB 50019-2015《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》第6.4.4條對二級泵系統(tǒng)的選用條件作出了規(guī)定：“中小型工程宜采用一次泵系統(tǒng)；系統(tǒng)較大、阻力較高，且各環(huán)路負(fù)荷特性或阻力相差懸殊時，宜在空氣調(diào)節(jié)水的冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分別設(shè)一級泵和二級泵”。伴隨著技術(shù)的發(fā)展和普遍設(shè)計者認(rèn)識的提高，有必要對二級泵系統(tǒng)的選用條件深入思考，標(biāo)準(zhǔn)條文力爭表述得更準(zhǔn)確，以指導(dǎo)設(shè)計人員正確選用 和設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)備配置形式，真正達(dá)到節(jié)能的目的。

2.3 空調(diào)冷水系統(tǒng)控制方式

目前常見的控制方式有壓差控制、溫差控制，而常用的壓差控制又有多種形式，如末端設(shè)備壓差控制、供回水管壓差控制、水泵揚程控制等。溫差控制方式的應(yīng)用范圍較壓差控制方式而言比較有限，但是對于壓差控制中的多種形式見的選擇的研究雖然比較多，但是局限性較大，工程實際應(yīng)用的參考價值有限。

2.4 空調(diào)冷水系統(tǒng)水泵

水泵是空調(diào)冷水循環(huán)的動力源，其重要性不言而喻。設(shè)計階段確定水泵時，往往是僅根據(jù)管路所需要的資用壓力及系統(tǒng)額定工況下總流量，作為主要依據(jù)來選擇循環(huán)水泵型號，在使用定流量空調(diào)冷水系統(tǒng)時是基本可行的，但是在變流量系統(tǒng)時，所選擇的水泵就不一定就能夠很好的適應(yīng)變流量要求，以達(dá)到較佳的效果。根據(jù)相關(guān)的設(shè)計手冊與規(guī)范中所述，水泵最好不要在非高效區(qū)長時間運行，會降低水泵使用壽命，降低水泵工作效率。在此要求下，循環(huán)水泵的性能曲線的陡降程度、高效區(qū)區(qū)間對應(yīng)流量變化大小對于系統(tǒng)運行和實現(xiàn)流量變化需求，同樣有著決定性的作用。

2.5 水泵輸出揚程控制設(shè)計

水泵輸出揚程控制方式主要有壓差傳感器、變頻控制器，冷水泵及管路所組成。當(dāng)空調(diào)負(fù)荷變化時，與之相應(yīng)管路上調(diào)節(jié)閥門的開度變化，引起管路上壓差的改變，控制器檢測到這一變化之后，與其設(shè)定值比較，按照預(yù)先設(shè)定的控制算法算出偏差，并產(chǎn)生輸出信號控制水泵電機的輸入電流頻率使轉(zhuǎn)速變化，從而通過改變水泵的流量、揚程來適應(yīng)新的空調(diào)負(fù)荷需求。根據(jù)水泵樣本參數(shù)中所給出的流量與揚程數(shù)據(jù)，由相似率可以得到變頻后的單個水泵流量、揚程參數(shù)。很多工程采用控制水泵出口壓力的方式，因此保證水泵高效區(qū)最大揚程點不得低于控制的壓力。當(dāng)某些用戶冷量需求下降時，調(diào)節(jié)閥開度減小，水泵出口壓力增加，水泵揚程變大，這時壓力變送器將新的壓力值傳回變頻器，變頻器經(jīng)計算后，調(diào)節(jié)電機的輸入電源頻率，進而改變二級泵轉(zhuǎn)速，水泵性能曲線發(fā)生變化，使水泵新工況點揚程保持在設(shè)置的壓力值處。當(dāng)用戶負(fù)荷繼續(xù)減小，直到變頻泵運行工況點超出水泵高效區(qū)為止，需要停止一臺定頻泵，變頻泵切換至額定轉(zhuǎn)速。若用戶側(cè)需冷量繼續(xù)降低，則水泵的啟停與上述步驟類似，直至單臺變頻泵獨立運行在其極限頻率下時，此系統(tǒng)的流量變化亦達(dá)到了極限。

3 結(jié)束語

總之，在對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計時，要應(yīng)用綠色理念，有效提高建筑的節(jié)能環(huán)保效果。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在實際應(yīng)用綠色理念進行設(shè)計節(jié)能與優(yōu)化的過程中，需要對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行總體的優(yōu)化設(shè)計，只要這樣才能確保暖通空調(diào)設(shè)計的效果。

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